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Impact climatique des rejets anthropiques de CO2 : l'élévation du niveau marin.
Quelles sont les causes de l'élévation constatée du niveau marin ?
Deux hypothèses peuvent être émises : la dilatation thermique et la fonte des glaces continentales. Des démarches expérimentales peuvent être entreprises. Nous nous limiterons ici à l’utilisation des banques de données pour éprouver ces hypothèses.
Niveau marin et expansion thermique des océans
Pour les professeurs maîtrisant un tableur il peut être intéressant de construire des graphiques permettant de comparer des données issues de différentes banques et téléchargées sous forme de tableau. Les données figurant sur le document ci-contre proviennent du serveur de la NOAA et sont obtenues par interrogation des banques suivantes (accessibles par l'interface d'interrogation des banques de données climatiques ) :
- pour le niveau marin : Aviso : Topex/Poseidon,
- pour les températures (de l'air et de l'eau à différentes profondeurs) : NVODS : Monthly mean air temperature NCEP Reanalysis et SODA-POP v1.2 monthly means .
Les documents suivants, résultats d’une requête différente auprès des mêmes banques de données, permettent de travailler à l’échelle du globe.
Ces deux cartes montrent les différences de niveau marin et de température des eaux superficielles entre février 2001 et février 1993. Les régions où le niveau marin est plus élevé en février 2001 sont en général celles dont les eaux de surface ont vu leur température augmenter. Il existe cependant des exceptions, par exemple aux basses latitudes de l’Atlantique nord. L’expansion thermique n’est donc pas le seul facteur à l’origine de l’élévation du niveau marin.
(Pour la période 1993-2003, l'expansion thermique est estimée à 1.6 mm/an, soit environ 60% de la hausse du niveau de la mer mesurée par altimétrie).
Niveau marin et fonte des glaces continentales
Les données ci-dessous sont extraites d’un fichier Excel à disposition sur le site ftp de l’Université du Colorado à Boulder ftp://sidads.colorado.edu/pub/DATASETS/NOAA/G10002
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Le premier graphique qui traduit l’évolution de la masse des glaciers, montre que la plupart des glaciers de montagne sont en régression, le deuxième que la masse globale des glaciers diminue. L’eau ainsi libérée contribue à l’élévation du niveau global des océans (0,5mm par an).
Par ailleurs quel bilan peut-on établir pour les calottes polaires ?
L’Antarctic glaciological data center délivre des images satellitaires des plates-formes (ice shelves) de la calotte antarctique, qui sont en fait les prolongements flottants des glaciers et qui peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres d’épaisseur.
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Larsen B février 2000 |
Larsen B février 2005 |
Les deux premières images montrent la régression de la plate-forme du glacier Larsen situé dans la péninsule antarctique.
Les deux suivantes montrent au contraire une progression de la plate forme de Ross. En fait, en Antarctique, certaines régions prennent du poids, d’autres en perdent sans que l’on sache pourquoi et sans qu’on soit en mesure d’établir un bilan global.
Mais les plates-formes, flottantes, pourraient fondre entièrement sans provoquer une élévation du niveau marin, en vertu du principe d’Archimède. Cependant leur disparition pourrait fragiliser les glaces de la calotte dont elles sont issues et solidaires.
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Ross fevrier1999 |
Ross février 2005 |
Des données altimétriques et de vitesse de déplacement des glaciers des calottes polaires existent et permettent de suivre l’évolution de ces calottes. Elles sont difficilement accessibles en ligne (accès soumis à autorisation) et souvent sous une forme difficilement exploitable par les professeurs et les élèves. Elles font état d’une fonte de certaines régions du Groenland et de l’Antarctique ouest responsables respectivement d’une élévation de 0,13 et 0,16 mm/an du niveau marin.
Niveau marin et fonte des glaces de mer
La banquise, pour les mêmes raisons que les plates-formes, n’a aucune influence directe sur le niveau marin. Mais sa disparition contribue au réchauffement de la région (l’albédo de la glace étant très supérieur à celui de l’eau de mer) et donc à l’expansion thermique de l’océan. La régression de la banquise a par ailleurs des conséquences sur la circulation thermohaline.
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Traitement de l’image par mesurim |
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Le logiciel mesurim permet de calculer (en pixels) la surface occupée par la banquise sur une image donnée. En répartissant le travail entre les élèves on peut donc ainsi suivre, à travers l'étude des images satellitales, l'évolution de la banquise sur près de 20 ans. En reportant les résultats dans un tableur, on peut construire un graphique qui visualise l’évolution de la surface occupée par les glaces de mer sur une période donnée. Entre 1987 et 2003 on observe une régression de la banquise au pôle nord en février et en août et une extension au pôle sud.
Les rejets anthropiques de gaz à effets de serre contribuent, par le réchauffement climatique qu'ils provoquent, à la dilatation thermique de l'océan et à la fonte des glaces continentales. Ils sont donc à l'origine d'une élévation du niveau marin. Des modèles ont été construits afin de prédire, en partant de divers scénarios socio-économiques plausibles, l'amplitude de l'élévation du niveau marin liée aux rejets anthropiques.